JP2006332336A - フォトマスク用プラズマエッチング装置およびエッチング方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 フォトマスク基板の面内のエッチング速度の制御性に優れたフォトマスク用プラズマエッチング装置を実現すること。
【解決手段】 フォトマスク用プラズマエッチング装置は、プラズマを生成するための下部電極３ａ，３ｂと、下部電極３ａ，３ｂとその上に保持されるフォトマスク基板９との間の電気容量を制御するための下部電極ａとを備えている。
【選択図】 図６

Description

本発明は、半導体分野で使用されるフォトマスク用プラズマエッチング装置およびエッチング方法に関する。

フォトマスク上に被エッチング部と同質の被膜を形成し、その後、プラズマエッチングを行うことによって、エッチング速度（エッチング量）を均一にする方法が知られている（特許文献１）。この方法では、フォトマスク上に形成した被エッチング部と同質の被膜をしかる後に除去する必要がある。

フォトマスクの製造工程におけるエッチング速度を制御する他の方法として、フォトマスク基板の外側にフォーカスリング（補正板）を配置する方法がある。フォーカスリングを置くことにより、フォトマスク基板の周辺部における電界の乱れを補正することができる。

上記フォーカスリングを用いた電界分布の補正効果は、フォトマスク基板の周辺部から中央部に向かうに伴い、その影響力が小さくなる。そのため、従来のフォーカスリングを用いたエッチング方法は、フォトマスク基板のエッチング速度の面内分布の均一性の点で問題がある。
特許第３３１９５６８号公報

本発明の目的は、フォトマスク基板のエッチング速度の面内分布の均一性を図れるフォトマスク用プラズマエッチング装置およびエッチング方法を提供することにある。

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば下記の通りである。

すなわち、上記目的を達成するために、本発明に係るフォトマスク用プラズマエッチング装置は、プラズマを生成するための電極と、前記電極とその上に保持されるフォトマスク基板との間の電気容量を制御するための電気容量制御手段とを具備してなることを特徴とする。

本発明に係る他のフォトマスク用プラズマエッチング装置は、プラズマを生成するための電極と、前記電極上に設けられ、開口部を有するフォーカスリングと、前記フォーカスリングから着脱自在な基板保持・電気容量制御手段であって、前記電極上にフォトマスク基板を保持し、かつ、前記電極と前記フォトマスク基板との間の電気容量を制御するための基板保持・電気容量制御手段とを具備してなることを特徴とする。

本発明に係るエッチング方法は、プラズマを生成するための電極を備えたフォトマスク用プラズマエッチング装置を用いて、前記電極上に保持されたフォトマスク基板をエッチングするためのエッチング方法であって、前記電極と前記フォトマスク基板との間の電気容量と、前記フォトマスク基板の面内のエッチング速度分布との間の関係に基づいて、所望のエッチング速度分布に対応した電気容量を取得する工程と、前記取得した電気容量となるように、前記電極と前記フォトマスク基板との間の電気容量を設定する工程とを含むことを特徴とする。

本発明によれば、フォトマスク基板のエッチング速度の面内分布の均一性を容易に図れるフォトマスク用プラズマエッチング装置およびエッチング方法を実現できるようになる。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。

（第１の実施形態）
本実施形態では、下部電極の表面（上面）とフォトマスク基板の裏面（下面）との間の電気容量を制御することにより、フォトマスク基板のエッチング速度の面内分布の均一性を図るフォトマスク用プラズマエッチング装置およびエッチング方法について説明する。

本実施形態の説明の前に、従来のフォトマスク用プラズマエッチング装置およびそれを用いたフォトマスク基板のエッチング方法について説明する。

図１は、従来のフォトマスク用プラズマエッチング装置を模式的に示す図である。このフォトマスク用プラズマエッチング装置は、高周波電源１と、直流阻止コンデンサ２と、下部電極３と、上部電極（対向電極）７とを備えている。図１において、４および６はシース、５はプラズマ、接地部８を示している。接地部８の電圧は０ボルトである。

フォトマスク基板（不図示）の裏面が傷つけられないように、フォトマスク基板の大部分は下部電極３の近傍に非接触の状態で保持される。そのため、下部電極３の表面（上面）とフォトマスク基板の裏面（下面）との間には必ず間隙が存在する。

電極３，７間は、真空ポンプにより、プラズマ生成に最適な圧力域まで減圧される。エッチングが開始される前に、電極３，７間にプロセスガスが流入されることにより、圧力は調整される。

このように電極３，７間の圧力が最適に調整された状態で、高周波電源１により電極３，７間に高周波電力が印加され、プロセスガス中に高周波電界が発生する。この高周波電界によりプロセスガス中の電子は加速される。この加速された電子によりプロセスガスに電離が生じ、電極３，７間にプラズマ５が生成される。

プラズマ５が装置内の金属部材や誘電体部材と接すると、プラズマ５と金属部材との界面や、プラズマ５と誘電体部材との界面に、空間電荷層が形成される。この空間電荷層は、通常、シースと呼ばれる。図１中では４，６がこれに相当する。

直流阻止コンデンサ２は、下部電極３に対するダメージの低減およびプラズマ放電の安定化のために使用される。これにより、プラズマの生成が維持され、エッチングが進行する。

以上の説明から分かるように、プラズマは外から与えられる高周波電力により生成されており、フォトマスク用プラズマエッチング装置の構成要素とプラズマとは、ある種の電気回路を構成していると考えられる。

そこで、図１で表されるフォトマスク用プラズマエッチング装置を、さらに単純化するために、その等価回路を考える。シース４，６は、整流作用を有する空間電荷層である。そして、プラズマが安定して維持されている状態において、シースが存在する領域（シース領域）はプラズマが存在する領域（プラズマ領域）よりも電位が低くなっていることが知られている。さらに、プラズマ領域ではジュール加熱による高周波電力の吸収が行なわれている。つまり、シースは、整流器と電気抵抗とコンデンサとが並列に連結された部品（等価回路）に置き換えられる。さらに、プラズマは、電気抵抗に置き換えられる。

以上のことを加味すると、図１で示される従来のフォトマスク用プラズマエッチング装置の概念図は、図２に示される等価回路に置き換えられる。

次に、本実施形態のフォトマスク用プラズマエッチング装置について説明する。このフォトマスク用プラズマエッチング装置は、下部電極３の表面（上面）とフォトマスク基板の裏面（下面）との間の電気容量を制御できる構成を備えている。この構成が反映されたフォトマスク用プラズマエッチング装置の等価回路を考え、この等価回路に基づき、フォトマスク基板のエッチング速度の面内分布を均一化できる理由について説明する。

まず、下部電極３の表面とフォトマスク基板の裏面との間の空間がどのような等価回路に置き換えられるかを考える。

下部電極３の表面は導体である。フォトマスク基板は石英で形成されているので、その表面は誘電体である。そして、フォトマスク基板の表面は、シース４と面接触している。したがって、下部電極３の表面とフォトマスク基板の裏面との間の空間は、電気伝導性を有する電極とシースとに挟まれた空間であると表現できる。つまり、下部電極３の表面とフォトマスク基板の裏面との間の空間は、等価回路ではコンデンサに置き換えられる。

図２の従来装置の等価回路は、下部電極３の表面とフォトマスク基板の裏面との間の空間が、直流阻止コンデンサ２の一部分として表現されていたといえる。そして、下部電極３の表面とフォトマスク基板の裏面との間の電気容量を意図的に制御する行為は、従来の直流阻止コンデンサ２を複数のコンデンサが並列に連結された部品に置き換える行為に等しい。

図３に、以上のことを加味した本実施形態のフォトマスク用プラズマエッチング装置の等価回路を示す。

図３中点Ａ，Ｂは、フォトマスク基板がシースにさらされる位置に対応する。そこで、図３中点Ａ，Ｂの等価回路における電流の平均値について考える。

図３中２ａ，２ｂで示されるコンデンサの電気容量が異なれば、図３中点Ａ，Ｂでの電流の平均値は異なる。そこで、図３中２ａ，２ｂで示されるコンデンサの電気容量の大小関係と図３中点Ａ，Ｂの電流値との大小関係を定性的に考える。

図３中２aで示されるコンデンサの電気容量が、図３中２ｂで示されるコンデンサの電気容量より大きければ、点Ａでの電流の平均値は、点Ｂでの電流の平均値より大きくなる。なぜなら、交流回路において電気抵抗とコンデンサを直列につないだ場合、電気容量が増加すると、そのインピーダンスは減少し、それに伴い電流の平均値は増加するからである。

この等価回路においても、その様な電気容量と電流の平均値との関係は成立する。そして、フォトマスク用プラズマエッチング装置において、この等価回路における電流値の増減はエッチング速度の増減に呼応する。すなわち、下部電極３の表面とフォトマスク基板の裏面との間の電気容量を変化させることで、エッチング速度を変化させることができる。

このように下部電極３の表面とフォトマスク基板の裏面との間の電気容量により、エッチング速度の制御が可能であることがわかる。そして、フォトマスク基板の任意部分において、下部電極３の表面とフォトマスク基板の裏面との間の電気容量を制御すれば、その任意部分におけるエッチング速度の増減を制御できるので、結果的にエッチング速度の面内分布を制御することが可能になる。

つまり、本実施形態は、下部電極３の表面とフォトマスク基板の裏面との間の空間が担う直流阻止という働きに、その電気容量を制御する働きを加えることにより、フォトマスク基板の面内のエッチング速度の制御を可能にするものである。

このような下部電極３の表面とフォトマスク基板の裏面との間の電気容量を制御して、エッチング速度の面内分布を制御するフォトマスク用プラズマエッチング装置の例を以下に示す。

図４は、下部電極３の表面とフォトマスク基板９の裏面との間の電気容量が、その間隙１１の距離により制御されたフォトマスク用プラズマエッチング装置の電極構造を示している。上記電気容量は、間隙１１の距離が同じでも、フォトマスクのパターンによって変わることがある。

下部電極３は、第１の下部電極３ａと第２の下部電極３ｂとに分けられる。第１の下部電極３ａは、フォトマスク基板９に向かって突出した凸部である。本実施形態の場合、上記電気容量は、第１の下部電極３ａとフォトマスク基板９との間の距離によって制御されていることになる。図中、第２の下部電極３ｂは、下部電極３のうち第１の下部電極３ａ以外の部分である。

フォトマスク基板９は、エッチング時には、フォーカスリング１０上に設置される。フォーカスリング１０は誘電体で構成されている。フォトマスク基板９と下部電極３ａとの間には間隙１１が設けられ、フォトマスク基板９のパターン領域下には空隙１１が存在している。その理由は、フォトマスク基板９のパターン領域下の裏面が下部電極３ａと接触すると、裏面に傷などが生じるからである。このような傷は、透過利率等の光学特性を変化させるので、フォトマスク基板９の歩留まりを低下させる原因となる。

フォトマスク基板９のサイズは代表的には１５．２４ｃｍ（６インチ）である。フォーカスリング１０の平面形状は例えば円であり、その直径は３０．４８−３８．１ｃｍ（１２−１５インチ）、厚さは０．６３５−１．２７０ｃｍ（１／４−１／２インチ）である。

図４中のフォトマスク基板９の裏面（面Ｓａ）と下部電極３ａの表面（面Ｓｂ）との相対位置により、間隙１１の距離は規定される。間隙１１の距離は、例えば、５００μｍから数ｍｍ程度である。

下部電極３ａの高さを変化させることにより、図４中の面Ｓａと面Ｓｂの相対位置を変化させた。本実施形態では、その高さを下部電極３ｂの表面（面Ｓｃ）の位置を基準として、２ｍｍ、０ｍｍ、−２ｍｍとした。−２ｍｍの高さとは、面Ｓｃより面Ｓｂが２ｍｍだけ下にあることを意味する。

このような三種類の下部電極を用意して、以下の様な処理を行なった。

はじめに、６インチ角で０．２５インチ厚の石英基板上にモリブデンシリサイト化合物のハーフトーン膜を形成し、続いて、スピンコート法により、ハーフトーン膜上にフォトレジストを６００ｎｍの厚さにて塗布した。次に、フォトレジストをベーク処理し、続いて、フォトレジストにパターンを描画し、その後、現像処理を行なってレジストパターンを得た。これらの処理を経て、石英基板と、ハーフトーン膜と、レジストパターンとを備えたフォトマスクをサンプルとして得た。

次に、レジストパターンをマスクに用いてエッチングを行った。このとき、ハーフトーン膜のエッチングが完了する前にエッチングを終了させた。

その後、ハーフトーン膜におけるエッチング領域と非エッチング領域の高さの差分により、エッチング量を決定し、エッチング速度を算出した。その結果を図５に示す。図５において、横軸はサンプル中央（フォトマスク基板の中心）からの測定点までの距離を示し、縦軸はそれぞれの測定点におけるエッチング速度を示している。

下部電極３ａの高さが２ｍｍである下部電極３を用いてエッチングした結果は、図５中では丸記号で表されている。同様に、その高さが０ｍｍ、−２ｍｍである下部電極３を用いてエッチングした結果は、図５中ではそれぞれ三角記号、四角記号で表されている。

図５中、丸記号の傾向は右肩下がりの傾向を示している。このような傾向は、サンプル中央部のエッチング速度が速く、周辺部に向かうに従ってそのエッチング速度が相対的に減少していくことを意味している。すなわち、フォトマスク基板の中央部を主体としたエッチング速度の制御が可能であることを意味している。

それに対して、三角、四角記号の傾向は、右肩上がりの傾向を示しており、四角記号の方がその傾向を顕著に示している。これらの傾向は、サンプル中央部のエッチング速度が遅く、周辺部に向かうに従ってそのエッチング速度が相対的に増大していくことを意味している。すなわち、フォトマスク基板の周辺部を主体としたエッチング速度の制御が可能であることを意味している。このように、図５中、丸記号の傾向と、三角記号、四角記号との傾向は異なることが分かった。

以上のように、下部電極３とフォトマスク基板９との間隙１１の距離変化により、エッチング速度の面内分布が変化することが確認された。すなわち、下部電極３ａの表面とフォトマスク基板９の裏面との間の電気容量変化により、エッチング速度の面内分布を制御できることが確認された。これにより、高精度のフォトマスクエッチングが実現する。

また、下部電極３ａの表面の形状によって、例えば、下部電極３ａの中央部を周辺部よりも高くすることにより、下部電極３とフォトマスク基板９の中央部との間の電気容量をより効果的に制御することが可能となる。これにより、フォトマスク基板９の中央部に対してより強いエッチング速度の制御を行うことが可能となる。逆に、下部電極３ａの中央部を周辺部よりも低くすることにより、下部電極３の表面とフォトマスク基板９の周辺部との間の電気容量をより効果的に制御することが可能となる。これにより、フォトマスク基板９の周辺部に対してより強いエッチング速度の制御を行うことが可能になる。

本実施形態において、下部電極３ａの高さを変えられる下部電極３を用いても構わない。このような下部電極３は、例えば、図６に示すように、開口部を有する下部電極３ｂと、この開口部内に挿入された下部電極３ａと、下部電極３ａを上下に移動させるための駆動機構１２とを備えたものとなる。

本実施形態のエッチング方法は以下の通りである。

まず、図５に示したような、下部電極３とフォトマスク基板９との間の距離と、フォトマスク基板９の面内のエッチング速度分布との間の関係に基づいて、所望のエッチング速度分布に対応した距離を取得する。

上記距離とエッチング速度分布との間の関係としては、予め作成（用意）しておいたもの、あるいは、形成しようとするフォトマスクに対して新たに作成したものがあげられる。

フォーカスリング１０を用いた電界分布の補正効果は、フォトマスク基板９の周辺部から中央部に向かうに伴い、その影響力が小さくなる。したがって、上記所望のエッチング速度分布に対応した距離は、通常は、フォトマスク基板９の中央部のエッチング速度が速く、その周辺部に向かうに従ってそのエッチング速度が相対的に減少するエッチング速度分布に対応した距離となる。

次に、上記取得した距離となるように、下部電極３とフォトマスク基板９との間の距離を設定する。具体的には、例えば、図６に示した駆動機構１２により、上記距離となるように、下部電極３ａの上下方向の位置を調整する。

この後は、プラズマを生成し、フォトマスク基板をエッチングするという周知の工程が続く。

かくして本実施形態によれば、下部電極３とフォトマスク基板９との間の距離を制御することにより、フォトマスク基板９のエッチング速度の面内分布の均一性を図れるようになる。

（第２の実施形態）
図７は、第２の実施形態に係るフォトマスク用プラズマエッチング装置の電極構造を示す図である。なお、以下の図において、前出した図と同一符号は同一符号または相当部分を示しており、詳細な説明は省略する。

下部電極３上には誘電体部材１３が設けられている。誘電体部材１３とフォトマスク基板９との間には間隙１１がある。本実施形態では、下部電極３の表面とフォトマスク基板９の裏面との間の電気容量が、誘電体部材１３により制御されている。上記電気容量は、誘電体部材１３が同じでも、フォトマスクのパターンによって変わることがある。

下部電極３の表面とフォトマスク基板９の裏面との間の誘電率は、誘電体部材１３の誘電率と間隙１１の誘電率とを合成したもので定義される。つまり、誘電体部材１３の誘電率を変化させると、下部電極３の表面とフォトマスク基板９の裏面との間の誘電率は変化する。この誘電率の変化は、結果的に下部電極３の表面とフォトマスク基板９の裏面との間の空電気容量変化を意味する。

上記電気容量変化によるエッチング速度への影響を調べた。誘電体部材１３として石英からなる部材を用い、従来は間隙であった部分の誘電率を上げた。また、誘電体部材１３がない従来の電極構造の場合（下部電極３の表面とフォトマスク基板９の裏面との間の全体が真空の場合）のエッチング速度も調べた。

第１の実施形態と同様のサンプルを用意した。ただし、本実施形態のサンプルは、フォトマスク基板上にクロム膜（遮光膜）を成膜した点、サンプルの大きさが３インチ角である点で、第１の実施形態のサンプルとは異なる。また、本実施形態のエッチングは、エッチング対象物がクロム膜である点で、第１の実施形態のエッチングとは異なる。

従来の電極構造（真空）の場合、エッチング速度は３５．４ｎｍ／ｍｉｎであった。一方、本実施形態の電極構造（石英＋真空）の場合、エッチング速度は３８．０ｎｍ／ｍｉｎであった。すなわち、本実施形態の電極構造を採用することで、エッチング速度の増加を図れることが確認された。

高周波電界において石英が真空よりも高い誘電率である事実を加味すると、図７に示すように下部電極３上に誘電体部材１３を設けることは、下部電極３の表面とフォトマスク基板９の裏面との間の電気容量を増大させることと等しい。つまり、下部電極３の表面とフォトマスク基板９の裏面との間の電気容量変化により、エッチング速度を変化させられることが確認された。さらに、このような下部電極３の表面とフォトマスク基板９の裏面との間の電気容量変化を任意部分にて行なえば、エッチング速度の面内分布を変化させることが可能になる。

本実施形態のエッチング方法は以下の通りである。

まず、下部電極３とフォトマスク基板９との間の誘電率と、フォトマスク基板９の面内のエッチング速度分布との間の関係に基づいて、所望のエッチング速度分布に対応した誘電率を取得する。

上記誘電率とエッチング速度分布との間の関係としては、予め作成（用意）しておいたもの、あるいは、形成しようとするフォトマスクに対して新たに作成したものがあげられる。

フォーカスリング１０を用いた電界分布の補正効果は、フォトマスク基板９の周辺部から中央部に向かうに伴い、その影響力が小さくなる。したがって、上記所望のエッチング速度分布に対応した誘電率は、通常は、フォトマスク基板９の中央部のエッチング速度が速く、その周辺部に向かうに従ってそのエッチング速度が相対的に減少するエッチング速度分布に対応した誘電率となる。

次に、上記取得した誘電率となるように、下部電極３とフォトマスク基板９との間の誘電率を設定する。具体的には、例えば、誘電体部材１３の誘電率と間隙１１（真空）の誘電率とを合成した誘電率が、上記取得した誘電率となる誘電体部材１３を使用する。

この後は、プラズマを生成し、フォトマスク基板をエッチングするという周知の工程が続く。

かくして本実施形態によれば、下部電極３とフォトマスク基板９との間の誘電率を制御することにより、フォトマスク基板９のエッチング速度の面内分布の均一性を図れるようになる。

（第３の実施形態）
図８は、第３の実施形態のフォトマスク用プラズマエッチング装置の電極構造を示す図である。

本実施形態では、フォトマスク保持用基板１４の下部（フォトマスク基板９を下から保持する部分）１４ａの構造（厚さ、誘電率）を変えることで、下部電極３の表面とフォトマスク基板９の裏面との間の電気容量を制御する。フォトマスク保持用基板１４の平面形状は代表的には円である。

フォーカスリング１０は下部電極１３と一体化されているが、フォトマスク保持用基板１４はフォーカスリング１０から取り外すことができる。これにより、フォーカスリング１０上に、構造が異なる種々のフォトマスク保持用基板１４を設置することができる。フォーカスリング１０上へのフォトマスク保持用基板１４の設置、および、フォーカスリング１０からのフォトマスク保持用基板１４の取り外しは、図示しない機構（例えばロボット）によって行われる。

エッチング時には、フォトマスク基板９とフォトマスク保持用基板１４が、エッチング装置内に搬入される。このとき、フォトマスク基板９はフォトマスク保持用基板１４に保持された状態で、エッチング装置内に搬入される。フォーカスリング１０上にフォトマスク保持用基板１４が設置され、フォトマスク保持用基板１４によってフォトマスク基板９が保持された状態で、エッチングは行われる。エッチング処理の終了後、フォトマスク基板９とフォトマスク保持用基板１４は、エッチング装置外に搬出される。

図９には、下部１４ａの厚さｄが異なる２種類のフォトマスク保持用基板１４Ａ，１３Ｂが示されている。ここでは、フォトマスク保持用基板１４Ａが基準である。フォトマスク保持用基板１４Ｂの厚さｄは、基準のフォトマスク保持用基板１４Ａの厚さｄよりも薄い。

フォトマスク保持用基板１４Ａに保持されたフォトマスク基板９と、フォトマスク保持用基板１４Ｂに保持されたフォトマスク基板９とでは、フォトマスク基板９の裏面（面Ｓａ）と下部電極３ａの表面（面Ｓｂ）との間の距離が異なる。すなわち、フォトマスク保持用基板１４Ａに保持されたフォトマスク基板９の方が、フォトマスク保持用基板１４Ｂに保持されたフォトマスク基板９よりも、面Ｓａと面Ｓｂとの間の距離は長くなる。

したがって、フォトマスク保持用基板１４の下部１４ａの厚さによって、下部電極３ａの表面とフォトマスク基板９の裏面との間の距離（電気容量）を変化させることができ、これにより、エッチング速度の面内分布を変化せることができるので、第１の実施形態と同様の原理で、エッチング速度の面内分布の均一性を図れる。

ここでは、下部１４ａの厚さが異なる二つのフォトマスク保持用基板１４を用意したが、下部１４ａの厚さが異なる三つ以上のフォトマスク保持用基板１４を用意しても構わない。

図１０には、下部１４ａの構造が異なる２種類のフォトマスク保持用基板１４Ａ，１３Ｃが示されている。具体的には、以下の通りである。フォトマスク保持用基板１４Ａの下部１３には開口部が設けられている。フォトマスク保持用基板１４Ｃの下部１３は、上記開口部に相当する部分に誘電体部材１３’が設けられている。

フォトマスク保持用基板１４Ａに保持されたフォトマスク基板９とフォトマスク保持用基板１４Ｃに保持されたフォトマスク基板９とでは、フォトマスク基板９の裏面（面Ｓａ）と下部電極３ａの表面（面Ｓｂ）との間の誘電率が異なる。

したがって、フォトマスク保持用基板１４Ｃの誘電体部材１３’の種類（誘電率）によって、下部電極３ａの表面とフォトマスク基板９の裏面との間の電気容量を変化させることができ、これにより、エッチング速度の面内分布を変化せることができるので、第２の実施形態と同様の原理で、エッチング速度の面内分布の均一性を図れる。

ここでは、下部１４ａの誘電率が異なる二つのフォトマスク保持用基板１４Ａ，１３Ｃを用意したが、下部１４ａの誘電率が異なる三つ以上のフォトマスク保持用基板１４を用意しても構わない。

さらに、下部１３に開口部を有する少なくとも一つ以上のフォトマスク保持用基板１４（下部１３の厚さは互いに異なる）と、下部１４ａに誘電体部材１３’を有する少なくとも一つ以上のフォトマスク保持用基板１４（下部１４ａの誘電率は互いに異なる）とを含む複数のフォトマスク保持用基板１４を用意しても構わない。

図９のタイプのフォトマスク保持基板を用いた場合のエッチング方法は以下の通りである。

まず、図５に示したような、下部電極３とフォトマスク基板９との間の距離と、フォトマスク基板９の面内のエッチング速度分布との間の関係に基づいて、所望のエッチング速度分布に対応した距離を取得する。

上記厚さとエッチング速度分布との間の関係としては、予め作成（用意）しておいたもの、あるいは、形成しようとするフォトマスクに対して新たに作成したものがあげられる。

フォーカスリング１０を用いた電界分布の補正効果は、フォトマスク基板９の周辺部から中央部に向かうに伴い、その影響力が小さくなる。したがって、フォーカスリング１０の影響のみを考えた場合には、上記所望のエッチング速度分布に対応した距離は、通常は、フォトマスク基板９の中央部のエッチング速度が速く、その周辺部に向かうに従ってそのエッチング速度が相対的に減少するエッチング速度分布に対応した距離となる。

ただし、エッチング速度の分布は、実際には、中央部が速い場合と遅い場合の両方がある。その理由は、フォーカスリング１０のみでエッチング速度の分布が決まる訳ではないからである。例えば、エッチング速度の分布はプラズマ源の選択でも変わる。

しかしながら、中央部が速い場合と遅い場合のどちらの場合であっても、所望のエッチング速度分布に対応した距離、つまり、中央部が速い場合には中央部が遅くなる距離、中央部が遅い場合には中央部が速くなる距離を選ぶことにより、エッチング速度の面内の均一化を図ることができる。このように実施形態の方法は、中央部が速い場合と遅い場合のどちらの場合であっても有効である。、
次に、上記取得した距離あるいはそれに近い距離となるように、下部電極３とフォトマスク基板９との間の距離を設定する。具体的には、例えば、予め用意された、下部１４ａの厚さが異なる複数のフォトマスク保持基板１４の中から、下部電極３とフォトマスク基板９との間の距離が上記取得した距離あるいはそれに近い距離となる、フォトマスク保持基板１４を選択し、この選択したフォトマスク保持基板１４をフォーカスリング１０上に設置する。選択したフォトマスク保持基板１４はフォトマスク基板９を保持した状態でフォーカスリング１０上に設置する。

この後は、プラズマを生成し、フォトマスク基板をエッチングするという周知の工程が続く。

図１０のタイプのフォトマスク保持基板を用いた場合のエッチング方法は以下の通りである。

まず、下部電極３とフォトマスク基板９との間の誘電率と、フォトマスク基板９の面内のエッチング速度分布との間の関係に基づいて、所望のエッチング速度分布に対応した誘電率を取得する。

上記誘電率とエッチング速度分布との間の関係としては、予め作成（用意）しておいたもの、あるいは、形成しようとするフォトマスクに対して新たに作成したものがあげられる。

フォーカスリング１０を用いた電界分布の補正効果は、フォトマスク基板９の周辺部から中央部に向かうに伴い、その影響力が小さくなる。したがって、フォーカスリング１０の影響のみを考えた場合には、上記所望のエッチング速度分布に対応した誘電率は、通常は、フォトマスク基板９の中央部のエッチング速度が速く、その周辺部に向かうに従ってそのエッチング速度が相対的に減少するエッチング速度分布に対応した誘電率となる。

ただし、上述したように実施形態の方法は、中央部が速い場合と遅い場合のどちらの場合であっても有効である。

次に、上記取得した誘電率あるいはそれに近い誘電率となるように、下部電極３とフォトマスク基板９との間の誘電率を設定する。具体的には、予め用意された、下部１４ａの誘電率が異なる複数のフォトマスク保持基板１４の中から、下部電極３とフォトマスク基板９との間の誘電率が上記取得した誘電率あるいはそれに近い誘電率となる、フォトマスク保持基板１４を選択し、この選択したフォトマスク保持基板１４をフォーカスリング１０上に設置する。選択したフォトマスク保持基板１４はフォトマスク基板９を保持した状態でフォーカスリング１０上に設置する。

この後は、プラズマを生成し、フォトマスク基板をエッチングするという周知の工程が続く。

かくして本実施形態によれば、下部電極３とフォトマスク基板９との間の距離または誘電率をフォトマスク保持基板１４によって制御することにより、フォトマスク基板９のエッチング速度の面内分布の均一性を図れるようになる。

本実施形態のエッチング方法は、例えば、図１１は、ロードロック機構を備えたフォトマスク用プラズマエッチング装置を用いて容易に実施される。図１１において、２０はロボット、２１ａ−２１ｄはプロセスモジュール、２２は搬送室を示している。プロセスモジュール２１ａ−２１ｄの少なくとも一つは、本実施形態の電極構造を備えたプラズマエッチング装置によりエッチングを行うためのプロセスモジュール（エッチングモジュール）である。

図９のフォトマスク保持基板１４Ａ，１４Ｂを用いた場合、ロボット２０により、フォトマスク基板９は、フォトマスク保持基板１４Ａまたは１４Ｂ上に設置され、保持される。図１０のフォトマスク保持基板１４Ａ，１４Ｃを用いた場合、ロボット２０により、フォトマスク基板９は、フォトマスク保持基板１４Ａまたは１４Ｃ上に設置され、保持される。フォトマスク保持基板１４（１４Ａ，１４Ｂまたは１４Ｃ）およびフォトマスク基板９は、ロボット２０により、上記エッチングモジュール内に導入され、そこで本実施形態のエッチングが行われる。

フォトマスク保持用基板１４の底部に誘電体部材１３を設ける代わりに、図１２に示すように、下部電極１３上に誘電体部材１３を設けても構わない。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態で述べたフォトマスク用プラズマエッチング装置以外のものであっても、ＲＦ電力（高周波電力）が印加される電極を備えていれば本発明は適用可能であり、例えば、プラズマ密度の高密度化のためにＩＣＰなどのプラズマ源を有するフォトマスク用プラズマエッチング装置に適用である。

また、上記実施形態では、電極数が二つの場合（下部電極および上部電極）について説明したが、本発明は電極数が一つの場合にも適用できる。例えば、プラズマ源としてＩＣＰを用いたフォトマスク用プラズマエッチング装置の場合、一つの電極で済む。

さらに、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施できる。

従来のフォトマスク用プラズマエッチング装置を模式的に示す図。 従来のフォトマスク用プラズマエッチング装置の等価回路。 実施形態のフォトマスク用プラズマエッチング装置の等価回路。 実施形態のフォトマスク用プラズマエッチング装置の電極構造を示す断面図。 フォトマスク基板の中心の距離とエッチ速度との関係を示す図。 実施形態のフォトマスク用プラズマエッチング装置の電極構造を示す断面図。 実施形態のフォトマスク用プラズマエッチング装置の電極構造を示す断面図。 実施形態のフォトマスク用プラズマエッチング装置の電極構造を示す断面図。 実施形態の複数のフォトマスク保持用基板を示す断面図。 実施形態の他の複数のフォトマスク保持用基板を示す断面図。 実施形態のフォトマスク用プラズマエッチング装置を模式的に示す図。 実施形態のフォトマスク用プラズマエッチング装置の電極構造を示す断面図。

符号の説明

１…高周波電源、２…直流阻止コンデンサ、３…下部電極、４…シース、５…プラズマ、６…シース、７…上部電極（対向電極）、８…接地部、９…フォトマスク基板、１０…フォーカスリング、１１…間隙、１２…駆動機構、１３，１３’…誘電体部材、１４，１４Ａ−１４Ｄ…フォトマスク保持用基板、２０…ロボット、２１ａ−２１ｄ…プロセスモジュール、２２…搬送室。

Claims (5)

1. プラズマを生成するための電極と、
   前記電極とその上に保持されるフォトマスク基板との間の電気容量を制御するための電気容量制御手段と
   を具備してなることを特徴とするフォトマスク用プラズマエッチング装置。
2. プラズマを生成するための電極と、
   前記電極上に設けられ、開口部を有するフォーカスリングと、
   前記フォーカスリングから着脱自在な基板保持・電気容量制御手段であって、前記電極上にフォトマスク基板を保持し、かつ、前記電極と前記フォトマスク基板との間の電気容量を制御するための基板保持・電気容量制御手段と
   を具備してなることを特徴とするフォトマスク用プラズマエッチング装置。
3. 前記フォトマスク基板が載置される下部の厚さが互いに異なる第１の複数の基板保持・電気容量制御手段、前記フォトマスク基板の下面と対向する部分の誘電率が互いに異なる第２の複数の基板保持・電気容量制御手段、または、前記第１および第２の複数の基板保持・電気容量制御手段と、
   これらの複数の基板保持・電気容量制御手段の中から所望の基板保持・電気容量制御手段を、前記フォーカスリング上に設置するための設置手段とをさらに具備してなることを特徴とする請求項２に記載のフォトマスク用プラズマエッチング装置。
4. プラズマを生成するための電極を備えたフォトマスク用プラズマエッチング装置を用いて、前記電極上に保持されたフォトマスク基板をエッチングするためのエッチング方法であって、
   前記電極と前記フォトマスク基板との間の電気容量と、前記フォトマスク基板の面内のエッチング速度分布との間の関係に基づいて、所望のエッチング速度分布に対応した電気容量を取得する工程と、
   前記取得した電気容量となるように、前記電極と前記フォトマスク基板との間の電気容量を設定する工程と
   を含むことを特徴とするエッチング方法。
5. 前記フォトマスク基板が載置される下部の厚さが互いに異なる第１の複数の基板保持・電気容量制御手段、前記フォトマスク基板の下面と対向する部分の誘電率が互いに異なる第２の複数の基板保持・電気容量制御手段、または、前記第１および第２の複数の基板保持・電気容量制御手段が予め用意され、
   前記取得した電気容量となるように、前記電極と前記フォトマスク基板との間の電気容量を設定する工程は、これらの複数の基板保持・電気容量制御手段の中から、前記取得した電気容量に対応した基板保持・電気容量制御手段を前記フォーカスリング上に設置し、前記選ばれた基板保持・電気容量制御手段上に前記フォトマスク基板を設置することを含むことを特徴する請求項４に記載のエッチング方法。

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